CH640615A5

CH640615A5 - Getriebe fuer die umwandlung eines kleinen drehmomentes in ein grosses drehmoment.

Info

Publication number: CH640615A5
Application number: CH322083A
Authority: CH
Inventors: Konrad Buchenberg
Original assignee: Konrad Buchenberg
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1983-06-13
Publication date: 1984-01-13
Also published as: DE3238334A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe für die Umwandlung einer verhältnismässig hohen Drehzahl mit kleinem Drehmoment in eine niedrige Drehzahl mit grossem Drehmoment, z.B. für einen elektromotorischen Torantrieb.

Insbesondere bei Torantrieben, die einen elektrischen Antrieb aufweisen, wurde - wenn Pendeltore zu öffnen oder zu schliessen waren - mittels eines Kettentriebes die Schliessbewegung durchgeführt. Bei derartigen Kettentrieben, die auch für die Bewegung von Kipptoren verwendet werden, treibt der Elektromotor über ein Getriebe ein Zahnrad an und die Kette ist als endlose Kette ausgeführt und dient dann der Bewegung des Kipptores bzw. des Drehtores.

Diese Ausführungen setzen voraus, dass es sich bei Drehtoren um sogenannte moderne Tore handelt, bei denen die Befestigung des Torantriebes in annähernd der gleichen Ebene des geschlossenen Torflügels sich befindet. Insbesondere bei älteren Bauarten, bei denen Pfeiler nach der Strasse hin bündig oder annähernd bündig mit der Torfläche abschliessen, ragen nach der entgegengesetzten Seite die Pfeiler weit hinaus. Hier lassen sich elektromotorische Torantriebe dann nur noch sehr schwierig anbringen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Getriebe für einen elektromotorischen Torantrieb so auszubilden, dass es bei kompakter Bauweise auch im Abstand von der Torinnenfläche am Pfeiler angebracht werden kann, im übrigen eine sehr grosse Drehmo-mentübersetzung besitzt, insbesondere aber betriebssicher arbeitet, d.h. auch bei den rauhen Wetterbedingungen für Aussento-re, bei denen diese Torantriebe Schnee, Regen und Eis ausgesetzt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Getriebe vorgeschlagen, das gemäss dem Patentanspruch 1 ausgebildet ist. Mit diesem Getriebe wird ein neuer Weg der Drehmomentübertragung vorgeschlagen, wobei sich das neue Getriebe besonders für die Betätigung von Drehtoren eignet.

Das Getriebe arbeitet mit sehr gutem Wirkungsgrad und geringem Platzbedarf. Die Gewindespindel, die mit hoher Drehzahl, z.B. von einem Elektromotor angetrieben wird, und eine kleine Steigung aufweist, bewegt die Spindelmutter auf und abwärts. Die mit der Spindelmutter fest verbundenen Mitnahmearme greifen aussen in den schraubenförmigen Schlitz eines feststehenden Führungszylinders, dessen grosse Steigung die Mitnahmearme zu einer Drehbewegung zwingt. Diese Drehbewegung wird auf einen Arbeitszylinder mit geradem Schlitz übertragen, weil die Mitnahmearme gleichzeitig diesen geraden Schlitz und den schraubenförmigen Schlitz durchdringen. Durch die kleine Steigung der Gewindespindel und deren grosse Drehzahl wird demzufolge ein grosses Drehmoment der Spindelmutter zugeordnet, die entsprechend der Steigung des schraubenförmigen Schlitzes je nach Auf- oder Abwärtsbewegung in der einen oder anderen Richtung gedreht wird.

Der Antriebszylinder ist vorzugsweise innerhalb des Führungszylinders angeordnet, was den Vorteil hat, dass sich keine bewegten Teile aussen befinden; man kann also die ganze Anordnung mit einem wetterfesten Gehäuse versehen. In der bevorzugten Ausführung weist die Spindelmutter zwei gegenüberliegende Mitnahmearme auf. Es ist selbstverständlich auch möglich, drei, vier oder fünf Mitnahmearme zu verwenden, wenn es sich z. B. darum handelt, sehr hohe Drehmomente zu übertragen bzw. abzustützen, wenn die ganze Anordnung z. B. als Hubelement verwendet wird. In diesem Falle würde dann z.B. die drehende Bewegung des Antriebszylinders nicht in eine Schwenkbewegung umgewandelt werden, sondernz. B. über eine weitere Spindelmutter, die von einer mit dem Antriebszylinder verbundenen Gewindespindel auf und ab bewegt würde, in eine Hubbewegung.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Mitnahmearme sowohl im schraubenförmigen Schlitz des Führungszylinders, wie auch im geraden Schlitz des Antriebszylinders Lager, z. B. Kugellager, aufweisen. Dies gewährleistet eine spielfreie Kraftübertragung mit bestem Wirkungsgrad. Konstruktiv vereinfachend ist es, wenn die Lager der Mitnahmearme in den Schlitzen des Führungs- bzw. Antriebszylinders gleiche Aussendurchmesser besitzen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das obere Ende der Gewindespindel im Führungszylinder und das untere Ende im Antriebszylinder gelagert, wobei ein Ölbad im Bereich des unteren Lagers der Gewindespindel im Antriebszylinder vorhanden ist, in welches die Spindelmutter in ihrer unteren Lage taucht. Bei dieser Ausführung kann man auch an der Spindelmutter Bürsten anbringen, die in das Ölbad tauchen und jetzt immer automatisch dafür sorgen, dass bei jedem Auf- und Abgang die Gewindespindel geschmiert bzw. entsprechend gereinigt wird.

Prinzipiell könnte auch der Führungszylinder innerhalb des Antriebszylinders angeordnet sein.

Der Führungszylinder und/oder die Gewindespindel könnten in ihrem Verlauf verschieden grosse Steigungen aufweisen, z. B. in der Nähe der Schliessstellung des Tores könnte sich die Steigung der Gewindespindel verringern. Dadurch kann man in konstruktiv einfacher Weise erreichen, dass nach einem Schnell-

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gangz. B. während der Drehbewegung des Türflügels, kurzvor Erreichen der Schliessstellung die Bewegung entsprechend ver-langsamtwird, damit das Tor nicht überschwingt, dort aber dann auch mit grosser Kraft in Schliessstellung gebracht bzw. gehalten wird.

Zwischen Antriebszylinder und Führungszylinder kann ein kleiner Zwischenraum vorhanden sein, d. h. man kann bei der ganzen Anordnung mit grossen Toleranzen arbeiten, was für die Berücksichtigung von Witterungseinflüssen wichtig sein kann.

Um eine konstruktiv günstive Verbindung des Getriebes mit einem anzutreibenden Tor zu ermöglichen, können am Führungszylinder Befestigungsflansche angebracht sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt; dabei zeigen:

Fig. 1 schaubildlich das Getriebe mit dem Antriebsmotor;

Fig. 2 das Getriebe etwas vergrössert;

Fig. 3 das Getriebe mit herausgezogener Gewindespindel;

Fig. 4 auseinandergezogen die den Antrieb bildenden Teile;

Fig. 5 die Teile des Getriebes in noch weiter auseinandergezogenem Zustand.

In der Fig. 1 ist das Getriebe 1 mit dem Pfeil bezeichnet, ein schematisch dargestellter Torantrieb 2 wird vom Gestänge 17 gebildet, dabei ist die Führungsstange 23 fest an dem zu schwenkenden Türflügel angebracht, der Schwenkarm 24 ist drehfest mit der Abtriebswelle 16 verbunden, die ihrerseits drehfest mit ihrem Antriebszylinder 9 verbunden ist, der- wie später beschrieben -angetrieben wird.

Der Fig. 5 ist insbesondere zu entnehmen, dass die Gewindespindel 4 mit verhältnismässig kleiner Gewindesteigung 5 eine Spindelmutter 3 in der einen oder anderen Richtung 25 auf- und abbewegt, wenn durch den Antriebsmotor, vorzugsweise einem Elektromotor, der z. B. funkgesteuert sein kann, über die Motorwelle 20 die Spindel 4 gedreht wird.

Entsprechend der kleinen Gewindesteigung 5 wird dann die Spindelmutter 3 längs der Leitspindel 4 in Pfeilrichtung 25 auf-und abbewegt. Während dieser Auf- und Abbewegung wird der Spindelmutter 3 eine Drehbewegung aufgezwungen, die dadurch entsteht, dass zwei Mitnahmearme 7 an der Spindelmutter vorhanden sind, die an ihren äusseren Enden Kugellager 13 aufweisen, die im schraubenförmigen Schlitz 10 des feststehenden Führungszylinders 11 geführt sind. Im Verhältnis der grossen Steigung dieses schraubenförmigen Schlitzes 10 zu der kleinen Steigung 5 der Gewindespindel 4 findet eine Übersetzung des Drehmomentes statt, welches der Motor abgibt. Es ergibt sich hieraus auch, dass man diese Drehbewegung der Spindelmutter 3 abhängig von verschiedenen Steigungen 5 des Führungszylinders machen kann.

Die Drehbewegung der Spindelmutter 3 aufgrund des schraubenförmigen Schlitzes 10 mit der Steigung 6 wird auf den Antriebszylinder 9 übertragen. Die Übertragung erfolgt über weitere Kugellager 12 an den Mitnahmearmen 7, die im geraden Schlitz 8 des Antriebszylinders 9 geführt werden. Der Antriebszylinder 9 durchragt mit seiner Abtriebswelle 16, welche den Torantrieb bildet, den gehäusefesten Boden des Führungszylinders 11. Im Boden des Antriebszylinders 9 ist das untere Ende 15 der Gewindespindel gelagert; diese Lagerung kann sich in einem

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Ölbad befinden , so dass die eintauchende Spindelmutter 3 in ihrer unteren Lage, z. B. über eine nicht dargestellte Bürste, Öl mitnimmt und immer die Gewindespindel 4 schmiert und reinigt. Das obere Ende 14 der Gewindespindel ist im Lager 22 gelagert, das im Lagerflansch 21 für die Lagerung des Antriebszylinders 9 angeordnet ist. Der Lagerflansch 21 ist in einem Lagerflansch 27 zentriert, der oben den Führungszylinder 11 abschliesst. Man erkennt, dass die ganze Anordnung kompakt ausgebildet ist, eine nicht dargestellte, witterungsbeständige Ummantelung die ganze Anordnung umschliessen kann, und entsprechend über Befestigungsflansche 18 jetzt das Getriebe an einem Pfeiler angeflanscht werden kann, wobei eben der Fig. 1 zu entnehmen ist, dass hier ein gewisser Abstand zwischen der Torfläche und der Befestigungsfläche des Getriebes möglich ist.

Selbstverständlich kann bei Drehtorantrieben das Getriebe in der Mittellinie der Achse, um welche das Tor schwenkt, angeordnet sein. Das Gehäuse des Getriebes ist dann gleichzeitig als Torband-Beschlag ausgebildet.

Gegenüber den bekannten Torantrieben hat man jetzt hier den Vorteil, dass die Mittellinie für die Abtriebswelle 16 mit der Drehachse des Tores zusammenfällt. Es ergibt sich dadurch eine vollkommen neue mögliche Bauart. Man kann gewissermassen jetzt die Säule, um welche das Tor schwenkt, so ausbilden, dass die Schwenkachse des Tores in der Mittellinie dieser Säule liegt, wobei nur der Schwenkarm 24 aus der Säule herausragt. Der Schwenkarm 24 ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, über das Gestänge 17,23 direkt mit dem Tor verbunden, wobei neben dem Getriebe auch der Antriebsmotor mit seiner ganzen Steuerung unsichtbar innerhalb der Torsäule untergebracht werden kann. Das ergibt einen sehr formschönen Torantrieb, der ausserdem auch gegen Witterungsunbill weitgehend geschützt ist. Es ist also von aussen überhaupt nicht mehr erkennbar, dass dieses einen Antrieb besitzt, im Gegenssatz zu allen bekannten Ausführungen, die immer mit einem gewissen Abstand von der Drehachse des Tores mit ihrem Schwenkarm angreifen müssen. Der Durchmesser der Torsäule entspricht dann dem Aussendurchmesser des Führungszylinders, vergrössert um den geringen Betrag, den die wetterfeste Ummantelung bedingt.

Ein zusätzliches Untersetzungsgetriebe könnte zwischen dem Antriebsmotor 19 und der Motorwelle 20 angeordnet sein.

Dieses Untersetzungsgetriebe würde vorzugsweise in einem Rohr untergebracht, das eine Verlängerung des Führungszylinders darstellt und den gleichen Durchmesser wie dieser aufweist.

Das Getriebe kann vorteilhaft auch zum Antrieb von Gewerbe- Wohnraum- und Kellertüren verwendet werden, wobei es in einer Mauerausnehmung hinter der Seitenwand der Türzarge untergebracht ist. In einem flachen Hohlraum im oberen Sturzteil einer Türzarge ist ein Gestänge für den Antrieb der Türe völlig verdeckt angeordnet und mit der Abtriebswelle des Getriebes verbunden. Nach aussen sichtbar ist, nur bei geöffneter Türe, lediglich ein Schwenkarm, der das erwähnte Gestänge mit der Türe verbindet. Damit Türen bzw. das Schwenktor von Hand betätigt werden können, ist zwischen dem Schwenkarm und den mit dem Getriebe gekuppelten Antriebsorganen eine mechanische Klauen-Rutschkupplung eingeschaltet. Diese mechanische Klauen-Rutschkupplung dient als Sicherung gegen Unfälle bei laufendem Antrieb.

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1 Blatt Zeichnungen

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640 615 PATENTANSPRÜCHE

1. Getriebe für die Umwandlung einer verhältnismässig hohen Drehzahl bei kleinem Drehmoment in eine niedrige Drehzahl mit grossem Drehmoment, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spindelmutter (3) einer Gewindespindel (4) Mitnahmearme (7) aufweist, die gleichzeitig den geraden Schlitz (8) eines Antriebszylinders (9) und den schraubenförmigen Schlitz (10) eines feststehenden Führungszylinders (11) durchgreifen, wobei die Steigung (6) des schraubenförmigen Schlitzes (10) gross gegenüber der Steigung (5) der Gewindespindel (4) ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebszylinder (9) und der Führungszylinder (11) koaxial ineinander angeordnet sind.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmearme (7) im schraubenförmigen Schlitz (10) des Führungszylinders (11) und im geraden Schlitz (8) des Antriebszylinders (9) Lager (13 bzw. 12), z. B. Kugellager, aufweisen.

4. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager der Mitnahmearme (7) in den Schlitzen (8,10) des Führungs- bzw. Antriebszylinders gleiche Aussen-durchmesser besitzen.

5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende (14) der Gewindespindel (4) im Führungszylinder (11) und das untere Ende (15) im Antriebszylinder (9) gelagert ist.

6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebszylinder (9) in eine Abtriebswelle ( 16) übergeht, welche den Führungszylinder (11) durchragt.

7. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (11) und/oder die Gewindespindel (4)

längs ihrer Achse sich ändernde Steigungen aufweisen, so dass z. B. in der Nähe der Schliessstellung eine resultierend geringere Steigung vorhanden ist.

8. Getriebe nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Lagerflansch (21) des Antriebszylinders (9) mit einem Lager (22) für die Gewindespindel (4) versehen ist, wobei der genannte Lagerflansch (21) seinerseits in einem am Führungszylinder (11) sitzenden Flansch (27) zentriert ist.

9. Verwendung des Getriebes nach Anspruch 1 an einem Torantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abtriebswelle (16) des Getriebes ein Gestänge (17,23,24) für den Torantrieb angelenkt ist.